【摘要】：彈載雷達(dá)對(duì)海上艦船目標(biāo)進(jìn)行高分辨成像,主要面臨雷達(dá)運(yùn)動(dòng)平臺(tái)高速機(jī)動(dòng)和艦船目標(biāo)非合作,以及前斜視和快速實(shí)時(shí)的成像需求等挑戰(zhàn)。為解決上述實(shí)際工程應(yīng)用問題,本文分析并仿真了彈載雷達(dá)低分辨搜索和高分辨成像兩個(gè)工作過程,重點(diǎn)研究了彈載雷達(dá)對(duì)海上超大型艦船目標(biāo)的高分辨成像技術(shù)。本文首先仿真了艦船目標(biāo)的低分辨搜索過程,同時(shí)實(shí)現(xiàn)了同一波束內(nèi)的多目標(biāo)區(qū)分。采用傳統(tǒng)的直線搜索模式,通過波束掃描,用數(shù)個(gè)波位覆蓋彈道正前方-20°~20°的探測(cè)區(qū)域,雷達(dá)天線波束依次掃描各個(gè)波位,每個(gè)波位停留0.2s,直至搜索到目標(biāo),同時(shí)利用多普勒分析確定目標(biāo)所在方位角。當(dāng)同一波束內(nèi)存在多個(gè)目標(biāo)時(shí),利用不同目標(biāo)的距離向或方位向差異進(jìn)行回波分離和提取,從而實(shí)現(xiàn)多目標(biāo)區(qū)分。然后,針對(duì)非勻直軌道成像,考慮彈載雷達(dá)平臺(tái)具有短時(shí)間內(nèi)符合勻加速模型的特點(diǎn),在此基礎(chǔ)上建立了勻加速運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下SAR成像的回波模型,并通過斜距誤差分析,確定其四階近似式為斜距進(jìn)行成像算法的推導(dǎo)。成像過程通過距離脈壓、距離徙動(dòng)校正,并構(gòu)造相位函數(shù)消除方位多普勒的高次項(xiàng),最后采用方位解線頻調(diào)得到成像結(jié)果。針對(duì)非合作艦船目標(biāo),本文詳細(xì)分析了艦船平動(dòng)及晃動(dòng)對(duì)成像結(jié)果的影響,結(jié)果表明,對(duì)海上超大型艦船目標(biāo)而言,其平動(dòng)對(duì)成像影響較大,而晃動(dòng)影響較小,在成像過程中,主要考慮對(duì)艦船平動(dòng)的估計(jì)和補(bǔ)償。綜合考慮非勻直軌道成像和艦船目標(biāo)的非合作特性,本文提出了采用分?jǐn)?shù)階傅里葉變換估計(jì)目標(biāo)多普勒參數(shù)和基于慣導(dǎo)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償相結(jié)合的方法,將運(yùn)動(dòng)平臺(tái)對(duì)運(yùn)動(dòng)目標(biāo)成像的問題轉(zhuǎn)化為運(yùn)動(dòng)平臺(tái)對(duì)靜止目標(biāo)成像的問題,能夠?qū)崿F(xiàn)高動(dòng)態(tài)條件下對(duì)移動(dòng)艦船目標(biāo)的高分辨成像。仿真結(jié)果表明,在平面前斜角10°情況下,不同海情下的距離向分辨率都達(dá)到了1.3m以內(nèi),方位向分辨率也在5m之內(nèi)。相同成像條件下,ISAR成像方法在不同海情下的距離向分辨率在1.4m以內(nèi),方位分辨率可以達(dá)到4m以內(nèi)。最后,為進(jìn)一步優(yōu)化方位向分辨率,本文提出了一種改進(jìn)的混合式SAR和ISAR成像方法:首先利用運(yùn)動(dòng)估計(jì)結(jié)合距離徙動(dòng)校正完成回波包絡(luò)粗對(duì)齊,同時(shí)在距離多普勒域通過相位濾波去除調(diào)頻率空變,然后通過相關(guān)對(duì)準(zhǔn)實(shí)現(xiàn)包絡(luò)精對(duì)齊,補(bǔ)償由于運(yùn)動(dòng)估計(jì)不準(zhǔn)、模型失配及慣導(dǎo)測(cè)量等引入的誤差,最后結(jié)合加權(quán)多特顯點(diǎn)自聚焦法對(duì)剩余非空變相位項(xiàng)統(tǒng)一校正,最終得到兩維高分辨成像結(jié)果。仿真結(jié)果表明,在平面前斜角10°情況下,不同海情下的距離向分辨率達(dá)到1.5米以內(nèi),而方位向分辨率提高到3m以內(nèi)。
【學(xué)位授予單位】：中國(guó)運(yùn)載火箭技術(shù)研究院
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：TN957.52;TJ76

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